Заземление и молниезащита ГПП

Расчет заземления ГПП

Исходные данные для расчета:

а) понижающая подстанция, на которой установлены два трансформатора 110/10 кВ с заземленной нейтралью; б) заземлитель предполагается выполнить из горизонтальных полосовых электродов (40х4) мм² т горизонтальных стержней длиной L_з=5 м, диаметром d=16 мм, глубина заглубления электродов в землю t_з=0,7 м. в) расчетное удельное сопротивление верхнего и нижнего слоя земли: r ₁=130 Ом×м, r ₂=40 Ом×м. г) в качестве естественного заземлителя используем систему трос-опора двух подходящих и п/ст ВЛ-110 кВ. Длина пролета 30 м, сечение троса q=50 мм², расчетное сопротивление заземлителя одной опоры r_оп=14 Ом, число опор с тросом на каждой линии 9.

Сопротивление естественного заземлителя для двух ЛЭП:

R_e=  Ом(1.114)

Требуемое сопротивление рассекания заземлителя: R_з = 0,5 Ом

Требуемое сопротивление искусственного заземлителя:

R_н = , Ом(1.115)

R_н = =0,83 Ом.

Выбираем контурный заземлитель размещенный по периметру подстанции.

Составляем расчетную модель заземления с площадью S=1015 м² (рисунок 1.12).

Рисунок 1.12

L_r = 44 Ом - длина горизонтальных электродов; n = 18 шт.;

Количество ячеек по одной стороне модели:

m = (1.116)

m = = 4,01 » 4.

Уточняем суммарную длину горизонтальных электродов:

L_г = 2× (m+1) × (1.117)

L_г = 2× (4+1) ×43,9 = 439 м.

Расстояние между вертикальными электродами:

а = (1.118)

а =  = 9,76(1.119)

Суммарная длина вертикальных электродов:

L_в = nl_в

L_в = 18×5 = 90 м.

Относительная глубина погружения в землю электродов:

t_отн = ;(1.120)

t_отн =  = 0,13 м.

Относительная длина:

l_отн = ;(1.121)

l_отн = = 0,26 м.

Расчетное эквивалентное удельное сопротивление грунта:

r _э = r₂× ,(1.122)

где  = = 3,25 1£ £10(1.123)

к = 0,43×

к = 0,43× = 0,23

r _э=40× (3,25) ^0,23=52,4 Ом×м.

Определение расчетного сопротивления искусственного заземлителя. Предварительно найдем значение коэффициента А.

Из условия 0,1 £ t_отн £ 0,5

А = 0,385 - 0,25 × t_отн

А = 0,385 - 0,25×0,13 = 0,35

отсюда:

R = А× , Ом(1.124)

R = 0,35 × =0,52 Ом

Полученное значение практически совпадает с требуемым (0,72 Ом).

Общее сопротивление заземлителя подстанции с учетом R_e:

R_з = = = 0,37 Ом(1.125)

Потенциал заземляющего устройства в аварийный период:

j _зу = I_з × R_з, (1.126)

j _зу = 25×0,37 = 9,25 кВ < 10 кВ.

Таким образом искусственные заземлители подстанции должны быть выполнены из горизонтальных пересекающихся полосовых электродов сечением (40х4) мм², общей длиной не менее 440 м и вертикальных стержневых в количестве 18 штук, диаметром 16 мм, длиной по 5 м, размещенных по периметру заземлителя. Погруженных в землю на 0,7 м. При этих условиях сопротивление искусственного заземлителя R_н в самое неблагоприятное время года не будет превышать 0,52 Ом, а R_н не более 0,5 Ом.